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行业 | 作为飞行安全的保障,你知道飞机的操控系统是怎么革新的吗?

行业 | 作为飞行安全的保障,你知道飞机的操控系统是怎么革新的吗? 大飞机
2017-01-10
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导读:“ 近年来,波音777发生了一系列飞行安全事件,再度引起业内人士对飞行操控方式的关注,美国运输安全委员会(N

近年来,波音777发生了一系列飞行安全事件,再度引起业内人士对飞行操控方式的关注,美国运输安全委员会(NTSB)也正式要求美国联邦航空局(FAA)成立专家组,重新检查波音777的适航审定问题,并在此基础上形成设计和适航认证文件,指导业界研发新机型,改进现有机型。

空客飞机自动化操纵


上世纪90年代,波音开始研发777时,外界最大的关注是波音会改变其机型的飞行操纵方式吗?此前,主流的飞行操纵系统是机械液压装置,加之飞行自动化程度较低,甚至许多老机型没有完备的自动化功能,机械操作和助力装置,包括具有力臂效应的操纵杆和扭矩效应的操纵盘,就成为不可缺少的部件了。


这种局面一直延续到上世纪80年代中期,新崛起的欧洲空中客车公司决定放手一搏,在首款窄体客机A320上使用当时全球自动化程度最高的操纵系统,包括首先应用电子指令操纵方式。


空客此举并非心血来潮。欧洲飞机制造商拥有“协和”飞机的超声速商业运行经验以及超声速自动飞行系统技术成果。空客认为,人肯定会犯错,需要计算机实现自动保护。在这种基本原则的指导下,A320首先应用了优先自动化操作机制,系统默认自动驾驶方式,将驾驶员岗位重新定位为选择飞行模式和为计算机输入数据。



空客A320驾驶舱总体方案令人耳目一新:仪表区域完整,一览无余,取消操纵杆立柱,操纵杆缩小并移到侧面,腿部位置宽敞,操纵盘也不见了,取而代之的是一个可以抽拉折叠的小桌板。


A320一炮打响,销量很快超越波音当时最畅销的727、737和757等机型,成为空客在国际市场上销售最快的飞机。


波音沿用机械操纵杆


波音在研发777客机时,在决定飞行操作方式上进退维谷。自动化已成新宠,A320的成功不容置疑。但如仿效空客,放弃机械操纵特性,这就意味着波音必须抛弃数十年的工程经验和技术特长。这对波音来说,无疑是一个巨大的挑战。


基于营销策略方面的考虑,波音最终决定777仍然沿袭机械操纵杆和操纵盘。尽管777的操纵系统也升级为电子方式,全面废弃了机械液压装置,但为了继续给飞行员提供机械操纵的感觉,波音专门研发了模拟机械阻尼响应特性的仿真系统。




波音777的畅销证明,管理层的这一策略是明智的,以至于在787梦想飞机上,波音决定继续使用这一“伪机械系统”的电子操纵方式,保持波音飞机的操纵原则。支持者认为,这一方式有利于驾驶员与自动化之间的直接交流,随着飞行状态移动的操纵杆、操纵盘和油门杆很好地反馈了飞机当前的状态。至今,不少航线飞行员对此“机械特性”仍然深信不疑。事实上,这只不过是计算机提供的模仿而已。




然而,韩亚航空的安全事件给了质疑者最好的理由。在该事件中,机长错误地认为自动油门的“待命”模式可以保持所需动力,另两名飞行员也未发现油门杆并未如期移动。紧接着,2016年,阿联酋航空公司的一架波音777在下降过程中,飞行机组临时放弃进近,收起起落架,开始复飞,但未能及时发现,一旦放下过起落架,油门就不能再自动响应复飞需求,即便重新收回起落架,系统继续认为飞机正在着陆,导致动力不足,坠毁在跑道旁,这与韩亚航空的机组对自动油门的错误认知大同小异。


在波音777的设计师看来,既然只不过是计算机模仿的“机械特性”,目的也仅仅是为那些还有机械操作习惯的老飞行员提供目视监察的参考依据。飞行员应依据屏幕信息,而不是模拟的机械特性来监控飞机,这与空客的思维一致。


由此可见,如果我们在当代电子操纵方式下继续坚持“伪机械系统”方式,就无异于画蛇添足,极有可能带来不必要的风险。随着时代的进步,各种电子装置日益普及,数值输入和触摸操纵等已成为主流的操作习惯,在这种数字电子环境中成长起来的年轻人,正在成为飞行的生力军。


降低飞行操作门槛


空客飞机的侧杆和油门杆没有随动功能,不为飞行员提供反馈感觉,一度成为一些专家讥笑和抨击空客理念的把柄。在A320投入使用初期,一旦发生飞行事故,就有很多人对空客的这一做法提出质疑。




随着时间的推移,越来越多的一线飞行员体会到新系统的优点。传统机械装置的操作基础是飞行员的个体经验,力求达到“人机合一”的境界,有多年飞行经验的高手可以实现。而空客这种不提供随动反馈功能的纯电子操作方式,强调的是基于数据,事实说话,强调的是“智理一体”。


A320的总设计师曾说,只要受过正规中学教育,能够把握数据,坚持标准操作程序,一名新手可与资深飞行员一样操纵得体。新系统通过飞行操纵环节的量化管理,有效增强飞行安全,提高整体效益。由此可见,便于上手、精准操作是设计师对A320飞机的定位。


编辑|孙力

校对|李琰

出品|中国商飞新闻中心


    

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